Hansenova hůlka

Hansenova hůlka

Mycobacterium leprae ( barvení Ziel-Nelsen )
vědecká klasifikace
Doména:bakterieTyp:AktinobakterieTřída:AktinobakterieObjednat:MykobakterieRodina:MycobacteriaceaeRod:MykobakteriePohled:Hansenova hůlka
Mezinárodní vědecký název
Mycobacterium leprae ( Hansen 1880) Lehmann a Neumann 1896
Synonyma
  • Bacillus leprae Hansen 1880

Hansenova hůlka neboli Hansenův bacil [1] ( lat.  Mycobacterium leprae ) je druh aktinomycet z čeledi Mycobacteriaceae , jeden z původců lepry (lepry).

Mycobacterium leprae ( lat.  Mycobacterium leprae ) je bakterie způsobující lepru, známou také jako Hansenova choroba, což je chronické infekční onemocnění postihující periferní nervy a postihující kůži, oči, nos a svaly. Lepra se může objevit v jakémkoli věku od kojeneckého věku až po stáří, ale je vyléčitelná a léčba může zabránit invaliditě. Tento druh objevil v roce 1873 norský lékař Gerhard Hansen [2] , který hledal bakterie v kožních uzlinách pacientů s leprou. Byla to první bakterie, která byla identifikována jako původce onemocnění u lidí.

Lepra

Lepra způsobená Hansenovým bacilem je chronické granulomatózní onemocnění, které se může vyskytovat ve třech klinických formách: lepromatózní, tuberkuloidní a nediferencované [3] . Postiženy jsou především periferní nervy a nervová zakončení, horní cesty dýchací, oči a u mužů varlata . Hlavní cesty přenosu jsou vzduchem a kontaktem [4] .

Kvůli závažnosti onemocnění a nepravděpodobnosti rekonvalescence byli v minulosti často malomocní z osad vyháněni. Kromě toho se izolace nemocných v koloniích malomocných praktikuje již od středověku . Pravděpodobně bylo malomocenství přivezeno do Evropy ze západní Asie během křížových výprav [5] .

Morfologie a fyziologie bakterií

Je to intracelulární, pleomorfní, acidorezistentní, patogenní bakterie. M. leprae je aerobní tyčinka (tyčinkovitá bakterie) s rovnoběžnými stranami a kulatými konci, obklopená charakteristickým voskovým povlakem jedinečným pro mykobakterie. Velikostí a tvarem je velmi podobný Mycobacterium tuberculosis. Tato bakterie se často vyskytuje ve velkém množství v ohniscích lepromatózní lepry, která jsou obvykle seskupena jako svazky doutníků nebo se nacházejí v palisádě. Díky silnému voskovému povlaku se M. leprae barví spíše karbolickým fuchsinem než tradičním barvivem Gram . Kultura dozraje několik týdnů.

Optická mikroskopie ukazuje M. leprae jako shluky, zaoblené hmoty nebo ve skupinách tyčinek vedle sebe o délce 1 až 8 µm a průměru 0,2 až 0,5 µm. Potíž při kultivaci organismu se zdá být v tom, že jde o povinného intracelulárního parazita, kterému chybí mnoho genů nezbytných pro nezávislé přežití. Zdá se, že za extrémně pomalou rychlost replikace je zodpovědná také komplexní a jedinečná buněčná stěna, která ztěžuje zničení Mycobacterium. Faktory virulence zahrnují voskový vnější povlak vytvořený během produkce mykolových kyselin, jedinečný pro mykobakterie. Netvoří spory a tobolky , jsou nepohyblivé. V kulturách se nacházejí rozvětvené, segmentované formy.

Cytoplazma Mycobacterium lepra je obklopena několika membránami:

Nukleoid se skládá z kruhové DNA bez plazmidů .

Patogen je obligátní intracelulární parazit [6]  — růst nebyl získán na živných půdách používaných pro kultivaci tuberkulózního patogena, ale bylo možné je kultivovat na tekutých vaječných médiích obsahujících lyzáty varlat zvířat a ryb. V literatuře je také popsána možnost kultivace na speciálních médiích s přídavkem syrovátkového proteinu při teplotě 32 °C, ale růst je také pomalý. Kulturní formy se liší od tkáňových forem a ztrácejí svou patogenitu pro zvířata [7] .

V laboratoři jsou linie tohoto mykobakteria udržovány v pásovcích a také na tlapkách myší.

Patogeneze

Inkubační doba M. leprae se může pohybovat od 6 měsíců do 40 let [8] .

Bakterie se replikuje intracelulárně v histiocytech a nervových buňkách a má dvě formy. Jednou z forem je „tuberkuloid“, který způsobuje buněčnou odpověď, která omezuje jeho růst. V této formě se M. leprae množí v místě vstupu, obvykle kůží, napadá a kolonizuje Schwannovy buňky. Mikrob pak indukuje T-pomocné lymfocyty, epiteloidní buňky a infiltraci obřích buněk do kůže, což má za následek velké zploštělé skvrny s vyvýšenými a zvýšenými červenými okraji na kůži u infikovaných jedinců. Tyto skvrny mají suché, světlé léze bez chloupků doprovázené ztrátou citlivosti na kůži. Ztráta citlivosti se může vyvinout v důsledku invaze periferních senzorických nervů. Špinění v místě průniku kůží a ztráta citlivosti na bolest jsou klíčovými klinickými příznaky toho, že člověk má tuberkulózní formu lepry.

Druhou formou malomocenství je „lepromatózní“ forma, kdy se mikrobi množí v makrofázích v místě vstupu. Rostou také v epiteliálních tkáních obličeje a ušních lalůčků. Indukované supresorové T buňky jsou četné, ale epiteloidní a obří buňky jsou vzácné nebo chybí. Při poruše buněčně zprostředkované imunity se v makrofázích objeví velké množství M. leprae a u infikovaných pacientů se na místě vstupu objeví papuly označené kožními záhyby. Postupná destrukce kožních nervů vede k tomu, čemu se říká „klasická lví tvář“. Rozšířené pronikání tohoto mikroba může vést k vážnému poškození těla; například ztráta kostí, prstů na rukou a nohou.

Genom

Genom Hansenova bacila byl úspěšně dešifrován v roce 2001 na materiálu kmene izolovaného ve státě Tamil Nadu ( Indie ) a označeného TN . Jeho délka byla 3 268 203 párů bází a obsah guaninu a cytosinu byl 57,8 %. Hodnoty se ukázaly být mnohem nižší než odpovídající hodnoty pro původce tuberkulózy  - Kochův bacil (v tomto pořadí 4 441 529 párů a 65,6%).

Počet společných genů Mycobacterium tuberculosis a Mycobacterium leprae je asi 1500. Srovnávací analýza ukazuje, že mykobakterie pocházející ze společného předka měly v počáteční fázi podobnou velikost genomu. Redukce genomu ze 4,42 milionů párů bází na 3,27 milionů párů bází odpovídá za ztrátu asi 1200 genových sekvencí. Významnou redukci genetického materiálu u M. leprae provázely kromě ztráty genů také genetické přestavby a objevení se pseudogenů z dříve fungujících genů: pouze 50 % genomu kóduje proteiny (u M. tuberculosis to údaj je 91 %) [9] .

V dřívější studii [10] byla získána poněkud nižší hodnota obsahu párů guanin-cytosin (56,2±1 %). Velikost genomu určená v této práci: (2,2±0,3)⋅109 daltonů (odpovídající (3,5±0,5) milionům párů bází) se významně neliší od dat sekvenování. Studie také poskytla údaje o rozdílech mezi genomy Mycobacterium leprosy a Mycobacterium „lufu“ (podíl GC párů je 61 %, genom má velikost 3,1⋅10 9 daltonů), a také rozdíly od Mycobacterium vaccae ( podíl GC párů je 65 %, genom má rozměry 3,1⋅10 9 daltonů).

V práci genetiků z univerzity v Tübingenu publikované v roce 2013 v časopise Science se ukázalo, že genom patogenu se za 500 let příliš nezměnil [11] .

Studium vzorku DNA BEL024 z nekropole Studenka (Bělorusko) umožnilo identifikovat nový genotyp původce lepry. Studium bakteriálních genomů z dosud neprozkoumaných oblastí (Bělorusko, Ibérie, Rusko, Skotsko), z několika míst v jednom regionu (Cambridgeshire, Anglie) a ze dvou iberských kolonií malomocných nám umožnilo potvrdit údaje o genetické variabilitě M. leprae v Evropa a existence podobných fylogeografických modelů pro celou Evropu, včetně vysoké diverzity v koloniích malomocných [12] .

Podobnost s Mycobacterium "lufu"

M. Yu. Yushin ve svých pracích prokázal identitu volně žijících mykobakterií – saprofytů Mycobacterium lufu a parazitických Mycobacterium leprae [13] . Při studiu genomu různých typů mykobakterií však byla získána data o rozdílech mezi genomy Mycobacterium leprosy a Mycobacterium „lufu“ (podíl GC-párů je 61 %, genom má velikost 3,1⋅109 daltonů ), stejně jako odlišnosti od Mycobacterium vaccae (podíl GC -páru je 65 %, genom má velikost 3,1⋅109 daltonů).

Poznámky

  1. ↑ Hansenova hůlka - článek z Velké sovětské encyklopedie . 
  2. ↑ Biografie Gerharda Hansena archivována 4. dubna 2012. na whonameedit.com  _
  3. ↑ Vorobjov A. A.  Atlas lékařské mikrobiologie, virologie a imunologie. - MIA, 2003. - S. 75. - ISBN 5-89481-136-8
  4. ↑ 1 2 Borisov L. B.  Lékařská mikrobiologie, virologie a imunologie. - MIA, 2005. - S. 442-443. — ISBN 5-89481-278-X
  5. ↑ Velká sovětská encyklopedie Svazek 49. s. 119. Článek EPIDEMIE (nepřístupný odkaz) . Získáno 14. června 2013. Archivováno z originálu 5. března 2016. 
  6. ↑ Vorobjov A. A.  Atlas lékařské mikrobiologie, virologie a imunologie. - MIA, 2003. - S. 44. - ISBN 5-89481-136-8
  7. ↑ Pyatkin K. D. Mikrobiologie s virologií a imunologií. - M .: Medicína, 1971. - S. 267-268.
  8. ↑ Malomocenství . doktorland.ru. Získáno 14. srpna 2015. Archivováno z originálu 17. srpna 2013.
  9. ↑ Cole ST, Eiglmeier K., Parkhill J. et al. (2001). Masivní rozpad genu v bacilu malomocenství. Nature 409 (6823): 1007-1011 doi : 10.1038/35059006 PMID 11234002
  10. ↑ Clark-Curtiss JE et al. Molekulární analýza DNA a konstrukce genomových knihoven Mycobacterium leprae  (anglicky)  // Journal of Bacteriology : journal. - 1985. - Sv. 161 , č.p. 3 . - S. 1093-1102 . — PMID 3882664 .
  11. ↑ Vědci „oživili“ původce středověké lepry – Minulost: Věda / infox.ru . Získáno 14. června 2013. Archivováno z originálu 18. června 2013.
  12. ↑ Saskia Pfrengle a kol. Diverzita a populační dynamika Mycobacterium leprae ve středověké Evropě z nových ID starých genomů, název archeologického vzorku, archeologická data, popis vzorku, věk při smrti, mitochondriální haploskupiny a archeologické a molekulární pohlaví všech analýz Archivováno 6. října 2021 na Wayback Machine
  13. ↑ Biologické paralely Mycobacterium leprae a Mycobacterium "lufu" M. Yu. Yushin